該館展示內容，主要以壁畫、幻燈片、錄影帶、透視佈景、模型、實物和文字、圖書等方式，對於航空與太空發展的過去、現在與未來詳予介紹。共分五個展示區：

民航區—民用航空展示區內，有航空事業演進紀錄片，早期民航機模型、航空公司空勤制服、客艙戲院、明日空運幻燈片、現代民航機模型等展覽。在此可看到目前世界各國民航事業的發展與現況；設在本區中的「客艙戲院」，有自三面映出相互配合的多媒體影片，供參觀者了解客艙內部的活動和航空旅遊的常識。

工藝區—飛行工藝展示區內擁有飛機發動機、解剖後的發動機、席斯納五十客機、０Ｈ—１３Ｈ直昇機、飛行原理說明等展覽。

本國區—內有林克機、空軍歷年服裝、筧橋英烈透視佈景、噴射機族、臺海大捷透視佈景、空軍勳獎章、介壽教練機、反共義士、我國民航機隊等展覽。

史蹟區—飛行史跡展示區內有壁畫、熱氣球模型、第一次世界大戰、航空的黃金時代、第二次世界大戰、滑翔翼等展覽。區內尤以擁有四百多架大小飛機模型，並配合兩座兩次世界大戰空戰場面的透視佈景和四架放映機播放的紀錄片，系統地介紹人類飛行史特為精彩。

太空區—太空隧道展示區內，有航空戲院、太空隧道、登陸月球透視佈景、無人太空幻燈片、太空梭模型等展覽。在展區內一條蜿蜒曲折的「隧道」，陳列我國早期使用的各類火箭、西元一九二六年戈達博士首次試射的液體燃料火箭、各種用途的人造衛星、阿波羅登月小艇及太空梭等的模型或複製品，信而有據的說明人類克服地心引力，從事軌道飛行的成就。